FYS377 Digitale elektriske kraftsystemer
Studiepoeng:10
Ansvarlig fakultet:Fakultet for realfag og teknologi
Emneansvarlig:Ruth Heidi Samuelsen Nygård
Campus / nettbasert:Undervises campus Ås
Undervisningens språk:Engelsk, norsk
Frekvens:Årlig
Forventet arbeidsmengde:250 timer
Undervisnings- og vurderingsperiode:Emnet starter i høstparallellen og har undervisning og vurdering i høstparallellen.
Om dette emnet
Våre elektriske kraftsystemer står foran store omstillinger. For det første må kraftsystemene tilpasse seg en karbonfri verden; For det andre er digitalisering og smarte nett i ferd med å bli sentrale elementer i moderne kraftsystemer. En utfordring er at en større del av elektrisiteten skal produseres fra distribuerte og uregulerbare fornybare kilder innenfor systemer designet for sentralisert kraftproduksjon. Samtidig må kraftsystemer kunne håndtere store kilder og sluk av elektrisk kraft ved å utvide og bygge HVDC-kabler til nabolandene. Norske sol- og vindressurser øker i takt med at atomkraft fases ut i Sverige. Velfungerende elkraftutveksling vil være en viktig nøkkel for å gå over til et miljøvennlig samfunn. Kurset skal gi en dypere innsikt i og forståelse av komplekse kraftsystemer. Den vil også gi innsikt i hvordan ICT og datavitenskap brukes til å planlegge, overvåke, administrere og vedlikeholde morgendagens kraftsystem. Kurset belyser hvordan moderne IT-teknologi kan brukes i eksisterende kraftsystemer som gjennomgår betydelige endringer når det gjelder generering, overføring og forbruk av elektrisk kraft.
Dette lærer du
Få grunnleggende forståelse av det fremtidige digitale europeiske elektriske kraftsystem:
- Introduksjon til elektriske kraftnett og kraftsystemer, krav til kraftsystemene.
- Last fra et systemperspektiv. Forbruks- og effekttariffer, lastprofiler og varighetskurver.
- Kraftsystemers infrastruktur - Luftledninger, kabler, stasjoner, anleggsstyring, sanntidsovervåking og risikoanalyse.
- Grunnleggende transformatorteori. Ekvivalentkretser for reelle transformatorer og per-unit system.
- Modellering av transmisjonslinjer. Toport-nettverk og ABCD parametere. Tilnærminger for korte og medium linjer. Differensialligninger for lange transmisjonslinjer.
- Lastflytanalyse. Pythonbaserte løsninger av lineære algebraiske ligninger (Gausseliminiasjon, Jacobi og Gauss-Seidel) og iterative løsninger av ikke-lineære algebraiske ligninger med Newton-Raphson.
- Politiske rammeverk for dagens kraftsystem, grunner til endringer, mer fornybar energi, endringer i produksjon og forbruk (for eksempel elbiler).
- Nett planlegging - N-1 kriteriet, probabilistiske metoder. Norges kraftsystem i Europeisk perspektiv.
- Europeiske strømprismarkeder. Day-ahead-marked, intraday-markeder, reservemarkeder.
- Utfordringer og trender i dagens kraftsystem, kraftsystem balanse, frekvenskvalitet, stabilitetsanalyse, effektreserve i roterende masser.
Forelesning 13 uker med 2 x 2 timer per uke. Regneøvinger 13 uker med 1 x 2 timer per uke.
1 - 2 utflukter til for eksempel transformatorstasjon og driftssentral for energiforsyning.
- Canvas
- Notater fra forelesninger, artikler og kapitler fra lærebøker. Litteratur vil bli annonsert ved studiestart.
- FYS101, FYS102, FYS230, MATH111, MATH112, MATH113,
FYS103, FYS235 Elektronikk eller tilsvarende
MATH270, MATH280
- 3,5 timer skriftlig slutteksamen (60%) + vitenskapelig rapport (40%). Begge deler må bestås for å bestå emnet.
Skriftlig eksamen Karakterregel: Bokstavkarakterer Hjelpemiddel: C1 Alle typer kalkulatorer, spesifiserte andre hjelpemidler - Ekstern sensor deltar sammen med intern sensor ved utformingen av eksamensoppgavene og sensorveiledningen. Ekstern sensor kontrollerer intern sensors vurdering av et tilfeldig utvalg kandidater som en kalibrering med visse mellomrom i henhold til instituttets retningslinjer for sensur.
- Kurset vil undervises på engelsk høst 2024
Forelesning: 13 uker. 4 timer per uke = 52 timer
Øvingstimer: 13 uker. 2 timer per uke = 26 timer
- Realfag